JP2018025439A - 外観検査方法および外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で外観検査を行う外観検査装置を提供する。
【解決手段】外観検査装置１００は、検査対象物の平坦な検査面Ｋに対して光源１０Ａからの光を拡散光として照明装置１０によって照射し、検査面をカメラ２０によって撮影する。検査面上の任意の位置とカメラとを結ぶ直線と、当該位置における検査面の垂線との成す角度を角度θとすると、カメラと光源とは、検査面上のどの位置であっても、当該位置における角度θと当該位置に対する拡散光の入射角αとがθ≠αを満たす位置関係で配置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は外観検査方法および外観検査装置に関する。

一般的な外観検査方法では、検査面をカメラで撮像して得られる撮影画像における色の濃度に基づいて、検査面上の欠陥の有無が判定される。たとえば、検査面に存在する傷は、傷のない領域よりも色が濃く（暗く）撮像されるため、撮影画像中の色の濃度の高い領域を傷のある領域、色の濃度の低い領域を傷のない領域と判定できる。

たとえば、特開２００２−１１６１５３号公報（特許文献１）は、上記のような方法で軸受軌道輪などの円筒形加工物の端面の外観検査を行う装置として、図１０の外観検査装置を開示している。図１０を参照して、特許文献１の外観検査装置では、照明装置１３から照射された光が検査面２４である軸受軌道輪内輪の端面で反射し、その反射光が撮像装置１１によって撮像されている。

特開２００２−１１６１５３号公報

図１０に示されるように、一般的な外観検査装置では、検査面で鏡面反射した反射光が入射する位置にカメラが設置されている。つまり、検査面で鏡面反射した反射光の進行方向とカメラによる撮影方向とが一致している。検査面からカメラに入射する光には検査面で拡散反射した反射光と鏡面反射した反射光とが含まれるが、そのうち、鏡面反射してカメラに入射する光量の割合が非常に高い。検査面の欠陥が傷等の大きな凹凸ではなく、表面粗さの違い程度の比較的小さな凹凸である場合には、欠陥のある領域とない領域とでの鏡面反射する反射光の差分が小さい。カメラに入射する光のうち検査面で鏡面反射してカメラに入射する反射光の光量の割合が非常に高い場合、上記差分は、カメラに入射する光量に対して非常に小さくなる。そのため、撮影画像における色の濃淡の差が小さくなり、検査面に存在する欠陥の検出精度が低下する場合がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、外観検査の精度を向上させることができる外観検査方法および外観検査装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる外観検査方法は、平坦な検査面を撮影装置によって撮影して得られる撮影画像を用いる、検査対象物の外観検査方法であって、照明装置によって、光源からの光を拡散光として検査面に照射するステップと、拡散光が照射されている検査面を、検査面上の全ての位置において当該位置における下記の角度θが当該位置に対する拡散光の入射角と一致しない方向から、撮影装置によって撮影するステップと、を備える。
角度θ：検査面上の任意の位置と撮影装置とを結ぶ直線と、当該位置における検査面の垂線との成す角度
照明装置によって拡散光が照射されている平坦な検査面を、検査面上の全ての位置において当該位置における角度θが当該点に対する拡散光の入射角と一致しない位置から撮影装置によって撮影することによって、検査面で鏡面反射した反射光が撮影装置に入射することが防止される。そのため、検査面から撮影装置に入射する光のうちの拡散反射して入射する反射光の割合を高くすることができる。その結果、シューマークと呼ばれる、製造工程のうちの主に表面研磨の工程において表面に研磨屑などの異物が接触することなどによって生じる表面粗さの違いによって拡散反射して入射する光量に領域ごとの差異が生じる場合に、その差異の、撮影装置に入射する光量全体に対する割合を大きくすることができる。それによって、撮影装置による撮影画像における表面粗さの違いに基づいた色の濃淡のコントラストが大きくなる。そのため、撮影画像における色の濃淡に基づいて、検査面に存在するシューマークなどの表面粗さの違いを高精度に検出することができる。

この発明にかかる外観検査装置は、検査対象物の平坦な検査面を撮影する撮影装置と、光源からの光を拡散光として検査面に照射する照明装置と、を備える。撮影装置と光源とは、検査面上の全ての位置において、当該位置における上記の角度θと当該位置に対する拡散光の入射角αとがθ≠αを満たす、第１の位置関係で配置されている。
撮影装置と光源とが第１の位置関係で配置されていることによって、検査面で鏡面反射した反射光が撮影装置に入射することが防止される。そのため、検査面から撮影装置に入射する光のうちの拡散反射して入射する反射光の割合を高くすることができる。その結果、シューマークなどの表面粗さの違いによって拡散反射して入射する光量に領域ごとの差異が生じる場合に、その差異の、撮影装置に入射する光量全体に対する割合を大きくすることができる。それによって、撮影装置による撮影画像における表面粗さの違いに基づいた色の濃淡のコントラストが大きくなる。そのため、撮影画像における色の濃淡に基づいて、検査面に存在するシューマークなどの表面粗さの違いを高精度に検出することができる。

好ましくは、外観検査装置は、撮影装置と光源との少なくとも一方を移動させて、撮影装置と光源との位置関係を第１の位置関係と第２の位置関係との間で変化させる移動部をさらに備える。第２の位置関係は、検査面上のいずれかの位置において、当該位置における角度θと当該位置に対する拡散光の入射角αとがθ＝αを満たす位置関係である。
撮影装置と光源とが第２の位置関係で配置されていることによって、照明装置によって拡散光が照射されている検査面から鏡面反射した反射光が撮影装置に入射する。そのため、検査面に傷などの凹凸のある領域で鏡面反射して撮影装置に入射する反射光の光量が、凹凸のない領域で鏡面反射して撮影装置に入力する反射光の光量よりも少なくなる。これによって、撮影画像における色の濃淡に基づいて検査面に存在する傷などの凹凸を検出することができる。さらに、撮影装置と光源との位置関係を第１の位置関係と第２の位置関係とに変化させることができるため、検査面に存在するシューマークなどの表面粗さの違いと、傷などの凹凸との両方を、異なる外観検査装置を使い分けることなく同じ外観検査装置によって検査することができる。

好ましくは、検査対象物は、内輪および外輪を含む転がり軸受であって、検査面は外輪および内輪の、転がり軸受の回転軸に直交する端面であって、撮影装置は、回転軸に沿って配置され、光源は、回転軸上に位置する点を中心とした、リング状の光源である。
これにより、転がり軸受の外輪および内輪の端面を検査面とした外観検査の精度を向上させることができる。

この発明によると、外観検査の精度を向上させることができる。

実施の形態にかかる外観検査装置の正面から見た概略図である。 外観検査装置における検査原理を説明するための概略図である。 外観検査装置の要部を示す概略平面図である。 外観検査装置において、照明装置を第１の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。 外観検査装置において、照明装置を第２の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。 外観検査装置において、照明装置を第３の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。 外観検査装置によって検査面を撮影して得られた撮影画像である。 従来の外観検査装置を示す概略図である。 従来の外観検査装置によって検査面を撮影して得られた撮影画像である。 従来の外観検査装置を示す概略図である。

以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
＜全体構成＞
本実施の形態にかかる外観検査装置１００は、表面が高反射率である、つまり表面が光沢を有する工業製品の外観検査を行う。外観検査装置１００による検査対象物は、たとえば転がり軸受である。以降の説明では、外観検査装置１００が転がり軸受の外輪および／または内輪の、当該転がり軸受の回転軸に直交する端面（以下、単に端面という）に含まれる検査面を検査するものとする。なお、外観検査装置１００による外観検査の対象物となる転がり軸受３００は、外輪３０１、内輪３０２、複数の転動体３０３、および保持器３０４を有している。

図１は、本実施の形態にかかる外観検査装置１００を正面から見た概略図である。図１を参照して、外観検査装置１００は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源１０Ａを有し、検査対象物である転がり軸受３００の外輪３０１および内輪３０２の端面に含まれる検査面Ｋに光源１０Ａからの光を照射する照明装置１０と、検査面Ｋの撮影画像を得る撮影装置の一例であるカメラ２０と、を含む。

転がり軸受３００は、回転軸に相当する中心軸Ｃが鉛直方向となるように配置される。カメラ２０の撮影方向は、中心軸Ｃを含む直線上に、つまり中心軸Ｃに沿って鉛直下向きに設定される。カメラ２０は、制御装置であるコンピュータ（ＰＣ：パーソナルコンピュータ）５００に接続され、撮影画像をＰＣ５００に入力する。ＰＣ５００は、当該ＰＣ５００を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）５０を含む。

なお、以降の説明においては、水平方向をｘ方向とし、図１の右向きをｘ方向の正の向き（＋ｘ向きとも称する）とする。図１の左向きをｘ方向の負の向き（−ｘ向きとも称する）とする。また、鉛直方向をｙ方向とし、図１の上向きをｙ方向の正の向き（＋ｙ向きとも称する）とする。図１の下向きをｙ方向の負の向き（−ｙ向きとも称する）とする。

照明装置１０は、光源１０Ａからの光を拡散光として検査面Ｋに照射する。一例として、光源１０Ａは、中心軸Ｃを含む直線に含まれる点、つまり中心軸Ｃ上に位置する点を中心とし、転がり軸受３００の端面に平行な面に含まれるリング状である。照明装置１０は、図示しない拡散板や反射板などを用いることによって、光源１０Ａからの光を、指向性の低い拡散光として検査面Ｋ全体に照射する。好ましくは、照明装置１０による照射光は白色光である。白色光は、赤、緑、青などの色に比べて欠陥の有無の差が明確となるため、欠陥に対する検出の精度をより向上することができる。なお、以降の説明において、照明装置１０は、発光する面、つまり照射面そのものを指す。

照明装置１０は、移動装置３０によってｙ方向に移動する。移動装置３０は、たとえばｙ方向のレールと、照明装置１０を該レールに沿って上下させる駆動部とを含む。移動装置３０はＰＣ５００と接続されて、ＰＣ５００の制御によって照明装置１０を移動させる。つまり、光源１０Ａとカメラ２０とは、ＰＣ５００の制御に従って相対的に位置関係が変化する。

＜検査原理＞
外観検査装置１００は、検査面Ｋに照明装置１０によって拡散光を照射する。そして、検査面Ｋで反射してカメラ２０に入射した光量に基づいて、検査面Ｋの欠陥の有無を検査する。外観検査装置１００の検査する検査面Ｋの欠陥は、たとえば、（１）シューマークと呼ばれる、製造工程のうちの主に表面研磨の工程において表面に研磨屑などの異物が接触することによって生じる表面粗さの違いや、（２）製造後に表面に物体が接触することによって生じる傷（擦り傷、打ち傷等）などの凹凸である。表面が研磨されたり、コーティングされたりすることによって光沢を有する工業製品は、表面での反射率が高い。転がり軸受３００も表面が研磨されるため、反射率が高い。検査面Ｋに上記欠陥を有する範囲と有さない範囲とがある場合、各範囲からの反射量が異なる。そこで、外観検査装置１００はこの反射量の差異を利用して、検査面Ｋからの反射量に基づいて検査面Ｋの欠陥の有無を検査する。

図２を用いて、外観検査装置１００で検査面の表面粗さの違いである欠陥の有無を検査する際の検査原理を説明する。図２は、検査面Ｋを斜め上から見た図であって、検査面Ｋよりも上方に照明装置１０およびカメラ２０Ａ，２０Ｂが配置されている。検査面Ｋは、シューマークの存在する範囲Ｓ１と存在しない範囲Ｓ２とを有している。範囲Ｓ１は、研磨屑などの異物が表面に押し付けられた状態で研磨される。そのため、表面粗さが範囲Ｓ２の表面粗さに対して小さい。これにより、範囲Ｓ１への照射光Ｌ１が検査面Ｋの表面で鏡面反射する光量は、範囲Ｓ２への照射光Ｌ２が検査面Ｋの表面で鏡面反射する光量よりも高い。これに対して、範囲Ｓ２への照射光Ｌ２が検査面Ｋの表面で拡散反射する光量は、範囲Ｓ１への照射光Ｌ１が検査面Ｋの表面で拡散反射する光量よりも高い。

ここで、検査面Ｋ上の任意の位置とカメラの図示しないレンズの中心点（撮影軸上の点）とを結ぶ直線と、当該位置における検査面Ｋの垂線Ｍとの成す角度を角度θとする。検査面Ｋ上のある位置に対する拡散光の入射角度αと、当該位置における上記角度θとが等しい（θ＝α）方向にカメラが配置されていた場合、カメラには、当該位置で鏡面反射した反射光が入射する。さらに、カメラには、他の位置で拡散反射した反射光も入射する。

図２において、カメラ２０Ａは、検査面Ｋ上のいずれかの位置（たとえば図の点Ａ）から鏡面反射した反射光が入射する方向に配置されている（θ＝α）。つまり、カメラ２０Ａは、照明装置１０の光源に対して、検査面Ｋ上のいずれかの位置についてθ＝αを満たす位置関係（第２の位置関係）にある。カメラ２０Ａには、範囲Ｓ１で鏡面反射した反射光および拡散反射した反射光と、範囲Ｓ２で拡散反射した反射光とが入射する。検査面Ｋが光沢面である場合、カメラ２０Ａに入射する光量のうち、鏡面反射してカメラ２０Ａに入射する反射光の割合の方が、拡散反射してカメラ２０Ａに入射する反射光の割合より格段に高い。そのため、範囲Ｓ１からの拡散反射光と範囲Ｓ２からの拡散反射光との光量の差異が、カメラ２０Ａに入射する反射光全体の光量に対して非常に小さい。従って、この差異に基づいて範囲Ｓ１，Ｓ２、すなわち検査面Ｋの表面粗さの違いを検出することが困難な場合がある。

図２において、カメラ２０Ｂは、検査面Ｋ上のいずれの位置（たとえば図の点Ｂ，Ｃ）から鏡面反射した反射光も入射しない方向に配置されている（θ≠α）。つまり、カメラ２０Ｂは、照明装置１０の光源に対して、検査面Ｋ上のいずれの位置についてもθ≠αを満たす位置関係（第１の位置関係）にある。カメラ２０Ｂには、範囲Ｓ１で鏡面反射した反射光も範囲Ｓ２で鏡面反射した反射光も入射しない。一方、カメラ２０Ｂには、範囲Ｓ１で拡散反射した反射光と範囲Ｓ２で拡散反射した反射光とが入射する。そのため、範囲Ｓ１からの拡散反射光と範囲Ｓ２からの拡散反射光と光量との差異が、カメラ２０Ｂに入射する反射光全体の光量に対して大きくなる。従って、この差異に基づいて範囲Ｓ１，Ｓ２、すなわち検査面Ｋの表面粗さの違いが検出しやすい。

＜カメラと光源との位置関係＞
外観検査装置１００におけるカメラ２０と照明装置１０との位置関係を、図３を用いて説明する。図３は、外観検査装置１００の要部を示す概略平面図である。

図３を参照して、カメラ２０は、検査面Ｋから高さＨに設置される。照明装置１０は、検査面Ｋから高さＨＢの位置（第１の位置）に設置される。高さＨＢは高さＨよりも低く（ＨＢ＜Ｈ）、カメラ２０と光源１０Ａとが上記第１の位置関係となる高さである。従って、検査面Ｋ上のいずれの位置（シューマークの存在する範囲Ｓ１と存在しない範囲Ｓ２）に対しても、当該位置における角度θと当該点に対する拡散光ＬＢの入射角αとが一致しない（θ≠α）。そのため、照明装置１０からの拡散光ＬＢが検査面Ｋで鏡面反射した反射光は、カメラ２０に入射しない。

図４は、照明装置１０を第１の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。図４を参照して、第１の位置にある照明装置１０からの拡散光ＬＢが検査面Ｋで鏡面反射した反射光はカメラ２０に入射せず、拡散反射した反射光がカメラ２０に入射する。そこで、照明装置１０を第１の位置とすることによって、カメラ２０に入射した、検査面Ｋの範囲Ｓ１からの拡散反射光と範囲Ｓ２からの拡散反射光との光量の差異に基づいて範囲Ｓ１および範囲Ｓ２を検出することができる。つまり検査面Ｋの表面粗さの違い（シューマーク等）を検出することができる。

照明装置１０は、移動装置３０によって、第１の位置と、検査面Ｋから高さＨＡの位置（第２の位置）との間を移動する。高さＨＡは高さＨよりも低く、かつ高さＨＢよりも高く（ＨＢ＜ＨＡ＜Ｈ）、カメラ２０と光源１０Ａとが上記第２の位置関係となる高さである。なお、第２の位置は検査面Ｋとの距離が大きいため、検査面Ｋに届く光の量を補うために上部に反射板１０Ｂが設けられている。従って、検査面Ｋ上のいずれかの位置に対して、当該位置における角度θと当該位置に対する拡散光ＬＡの入射角αとが一致する（θ＝α）。そのため、照明装置１０からの拡散光ＬＡが検査面Ｋで鏡面反射した反射光は、カメラ２０に入射する。

図５は、照明装置１０を第２の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。図５を参照して、第２の位置にある照明装置１０からの拡散光ＬＡが検査面Ｋで鏡面反射した反射光はカメラ２０に入射する。検査面Ｋに傷等の凹凸のある範囲Ｓ４からは、傷等の凹凸のない範囲Ｓ３よりも鏡面反射が少なく、拡散反射が多い。そのため、範囲Ｓ４からカメラ２０に入射する光量は範囲Ｓ３よりも少ない。つまり、カメラ２０の撮影画像において、範囲Ｓ３は白く（明るく）なり、範囲Ｓ４は黒く（暗く）なる。そこで、照明装置１０を第２の位置とすることによって、カメラ２０に入射した、範囲Ｓ３からの鏡面反射光と範囲Ｓ４からの鏡面反射光との光量の差異に基づいて範囲Ｓ３および範囲Ｓ４を検出することができる。つまり検査面Ｋの傷などの凹凸を検出することができる。

好ましくは、照明装置１０は、移動装置３０によって、さらに、検査面Ｋから高さＨＣの位置（第３の位置）の間を移動する。高さＨＣは高さＨＢよりも低い（ＨＣ＜ＨＢ）。そのため、照明装置１０からの照射光ＬＣが検査面Ｋで鏡面反射した反射光は、カメラ２０に入射しない。

図６は、照明装置１０を第３の位置に配置して行う外観検査を説明するための図である。図６を参照して、第３の位置にある照明装置１０からの照射光ＬＣは、検査面Ｋである転がり軸受３００の（たとえば内輪３０２の）端面と、検査面Ｋのｘ方向の端部に連続しｙ方向に延びる平面とで形成される角部に照射される。通常、転がり軸受の角部には面取り加工（角部を斜めまたは丸く削って滑らかにする加工）が施されている。面取り加工された角部の表面に欠陥がない場合には照射光ＬＣは角部において概ね鏡面反射し、その反射光はカメラ２０には入射しない。しかしながら、図６に表わされたように、角部の表面に傷や欠け等の凹凸がある場合、照射光ＬＣが拡散反射した反射光がカメラ２０に入射する。そのため、カメラ２０の撮影画像では上記欠損の箇所が白く（明るく）なる。そこで、照明装置１０を第３の位置とすることによって、カメラ２０に入射した角部からの反射光に基づいて転がり軸受３００の角部の傷や欠け等の凹凸を検出することができる。

移動装置３０は、ＰＣ５００の制御に従って照明装置１０を移動させて第１の位置〜第３の位置とする。そこで、本実施の形態にかかる外観検査装置１００では、シューマーク等の表面に物体が接触することによって生じる表面粗さの違いの有無を検査する際には照明装置１０を第１の位置とし、傷等の凹凸の有無を検査する際には照明装置１０を第２の位置とし、角部の傷や欠け等の凹凸の有無を検査する際には照明装置１０を第３の位置とする。これにより、複数種類の外観検査のためにそれぞれ異なる外観検査装置を用いる必要がなく、１台の外観検査装置１００を用いて容易に複数種類の外観検査を行うことができる。

図７は、照明装置１０を第１の位置としてカメラ２０によって転がり軸受３００の外輪３０１および内輪３０２の端面である検査面Ｋを撮影して得られた撮影画像である。図７を参照して、外観検査装置１００によって得られた撮影画像では、外輪３０１の端面の黒色のラインＰ１が鮮明である。ラインＰ１は、外輪３０１の端面に存在するシューマークを表している。外観検査装置１００では照明装置１０の位置を第１の位置としてカメラ２０によって撮影することで、撮影画像の色の濃淡のコントラストが大きくなる。そのため、撮影画像において、シューマークなどの検査面Ｋの表面粗さの大きい範囲と小さい範囲との色の濃淡差が鮮明になる。

たとえば、ＰＣ５００においてＣＰＵ５０が解析処理を実行し、カメラ２０からの撮影画像（図７）の色の濃淡、すなわち明度を解析することによって、検査面Ｋのシューマークの存在を検出することができる。また、撮影画像をＰＣ５００の図示しないディスプレイに表示することで、ユーザによる目視によってシューマークの存在が検出されてもよい。

＜第１の実施の形態の効果＞
従来の外観検査装置による検査結果と比較して本実施の形態にかかる外観検査装置１００による外観検査の効果を確認する。図８は、比較に用いた従来の外観検査装置の構成の概略図である。図９は、検査結果として従来の外観検査装置で撮影された撮影画像である。図９の撮影画像は、図７の撮影画像と同じ転がり軸受を被写体とし、同じ面を検査面Ｋとして撮影されたものである。

図８を参照して、従来の外観検査装置では、拡散光よりも指向性の高いＬＥＤなどの光を照射する照明装置が用いられる。そして、検査面で鏡面反射した反射光がカメラ２０Ａに入射する位置関係となるようにＬＥＤとカメラ２０Ａとが配置されている。そのために、たとえば図８に表されたようにハーフミラーＨＭを用いてＬＥＤからの照射方向が調整されてもよい。

図９を参照して、従来の外観検査装置で撮影された画像に存在する、図７のラインＰ１に相当するラインＰ２は、図７のラインＰ１と比較して不鮮明である。なぜなら、図９の撮影画像は、全体に色の濃淡のコントラストが小さいためである。つまり、図７と図９とを比較すると、図７の方が色の濃淡のコントラストが大きく、検査面Ｋのシューマークが鮮明である。このように、カメラ２０と光源１０Ａとの位置関係を第１の位置関係としてカメラ２０に入射する拡散反射光の光量の違いを利用することによって、検査面Ｋの表面の粗さの差が撮影画像の鮮明な濃淡差となる。これにより、シューマークなどの表面の粗さの違いである検査面Ｋの欠陥を高精度で検出することができる。

さらに、本実施の形態にかかる外観検査装置１００では、照明装置１０を上記の第１の位置と第２の位置との間で変化させることができるため、カメラ２０と光源１０Ａとの位置関係を容易に第１の位置関係と第２の位置関係とに変化させることができる。これにより、鏡面反射して入射した反射光の光量の差異を利用して検査面Ｋの凹凸の有無を検出する外観検査と、拡散反射して入射した反射光の光量の差異を利用して検査面Ｋの表面粗さの違いを検出する外観検査との両検査を、それぞれに適した異なる外観検査装置を用いることなく、１つの外観検査装置１００で実現することができる。また、異なる径や高さをもった軸受に対しても、カメラと光源との位置関係を変化させることができる。すなわち、様々な種類の軸受にも１つの装置で対応することが可能である。

好ましくは、本実施の形態にかかる外観検査装置１００では、照明装置１０をさらに上記の第３の位置とすることができる。これにより、検査面Ｋ上の欠陥の検査のみならず、検査面Ｋと検査面Ｋのｘ方向の端部に連続しｙ方向に延びる平面とでなす角部の表面の欠陥も外観検査装置１００で検査することができる。

［第２の実施の形態］
なお、上の例ではカメラ２０の位置を固定し、照明装置１０を移動装置３０によって移動させることによって、カメラ２０と光源１０Ａとの位置関係を異ならせるものとしている。しかしながら、上記位置関係を異ならせるためには、カメラ２０と照明装置１０との少なくとも一方を移動させればよい。そのため、照明装置１０のみを移動させる構成には限定されない。他の例として、カメラ２０が移動装置３０によってｙ方向に移動可能であってもよい。この場合、カメラ２０は、移動装置３０によって第１の位置と第２の位置とを移動可能とする。第１の位置は光源１０Ａとの位置関係が第１の位置関係となるカメラ２０の位置である。第２の位置は光源１０Ａとの位置関係が第２の位置関係となるカメラ２０の位置である。

［第３の実施の形態］
上の例では、カメラ２０を転がり軸受３００の中心軸Ｃを含む直線上に、−ｙ方向に向けて配置するものとしている。これにより、転がり軸受３００の端面全体が撮影範囲に収まる面積である場合には、一度で検査面Ｋである転がり軸受３００の＋ｙ方向を向いた端面全体をバランスよく（端面が撮影画像の中央に位置するように）撮影することができる。しかしながら、光源１０Ａとの位置関係が第１の位置関係または第２の位置関係となる位置であり、かつ、検査面Ｋを撮影範囲とする位置であればいずれの位置であってもよい。

なお、検査面Ｋがカメラ２０の撮影範囲よりも広い場合、外観検査装置１００は、さらに、転がり軸受３００を移動（回転）させるための装置を含んでもよい。そして、カメラ２０は、該装置によって移動（回転）している転がり軸受３００の端面に含まれる検査面Ｋを複数回に分けて撮影してもよい。

また、転がり軸受３００の反対側の（−ｙ方向を向く）端面の外観検査を行う場合、転がり軸受３００のｙ方向の向きを反転させればよい。外観検査装置１００は、さらに、転がり軸受３００のｙ方向の向きを反転させるための装置を含んでもよい。

［第４の実施の形態］
上の例では、光源１０Ａが転がり軸受３００の中心軸Ｃを含む直線に含まれる点を中心とし、転がり軸受３００の端面に平行な面に含まれるリング状であるものとしている。これにより、照明装置１０がカメラ２０の撮影範囲に入り込む可能性や、カメラ２０の影が撮影範囲に入り込む可能性を低くすることができる。その結果、照明装置１０とカメラ２０との配置の自由度を大きくすることができる。

しかしながら、光源１０Ａの形状はリング状に限定されず、たとえば面形状（面光源）などの、他の形状であってもよい。この場合、照明装置１０とカメラ２０とは、上記の第１の位置関係および第２の位置関係となるように配置する。さらに、照明装置１０がカメラ２０の撮影範囲に入り込むことのない位置関係となるように配置する必要がある。また、カメラ２０の影が撮影範囲に入り込むことのない位置関係となるように配置する必要がある。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 外観検査装置、３００ 転がり軸受、３０１ 外輪、３０２ 内輪、１０ 照明装置、１０Ａ 光源、２０ カメラ、Ｋ 検査面

Claims (4)

1. 平坦な検査面を撮影装置によって撮影して得られる撮影画像を用いる、前記検査対象物の外観検査方法であって、
   照明装置によって、光源からの光を拡散光として前記検査面に照射するステップと、
   前記拡散光が照射されている前記検査面を、前記検査面上の全ての位置において当該位置における下記の角度θが当該位置に対する前記拡散光の入射角と一致しない方向から、前記撮影装置によって撮影するステップと、を備える、外観検査方法。
   角度θ：前記検査面上の任意の位置と前記撮影装置とを結ぶ直線と、当該位置における前記検査面の垂線との成す角度
2. 検査対象物の平坦な検査面を撮影する撮影装置と、
   光源からの光を拡散光として前記検査面に照射する照明装置と、を備え、
   前記撮影装置と前記光源とは、前記検査面上の全ての位置において、当該位置における下記の角度θと当該位置に対する前記拡散光の入射角αとがθ≠αを満たす、第１の位置関係で配置されている、外観検査装置。
   角度θ：前記検査面上の任意の位置と前記撮影装置とを結ぶ直線と、当該位置における前記検査面の垂線との成す角度
3. 前記撮影装置と前記光源との少なくとも一方を移動させて、前記撮影装置と前記光源との位置関係を前記第１の位置関係と第２の位置関係との間で変化させる移動部をさらに備え、
   前記第２の位置関係は、前記検査面上のいずれかの位置において、当該位置における前記角度θと当該位置に対する前記拡散光の入射角αとがθ＝αを満たす位置関係である、請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記検査対象物は、内輪および外輪を含む転がり軸受であって、
   前記検査面は前記外輪および前記内輪の、前記転がり軸受の回転軸に直交する端面であって、
   前記撮影装置は、前記回転軸に沿って配置され、
   前記光源は、前記回転軸上に位置する点を中心とした、リング状の光源である、請求項２または請求項３に記載の外観検査装置。